来源：《人民日报》第18版 科技

发布时间：2026-07-10

本报记者 谷业凯

催化是现代化学工业的“基石”，在能源转化、材料合成、环境保护等领域发挥着重要作用。催化的本质，是反应物在“活性位”作用下加速转化为产物的过程。在原子尺度上最大化“活性位”数量、精准构筑“活性位”，是催化科学长期追求的目标。

近日揭晓的2025年度国家科学技术奖中，由中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员张涛，中国科学院院士、清华大学教授李隽，团队成员王爱琴、乔波涛、杨小峰共同完成的“单原子催化”成果，获得2025年度国家自然科学奖一等奖。

“单原子催化”是由我国科研团队在国际上首次提出并发展的原创科学概念。目前，已有百余个国家的数千个研究团队投身该领域，仅2025年，国际学术界发表的相关论文就超过5000篇。“我希望‘单原子催化’能够引领世界催化研究的发展。”张涛表示。

大连化物所是我国催化研究的重镇。20世纪80年代起，张涛就开始致力于高分散金属催化的基础与应用研究，力求在原子水平上准确理解催化过程，并实现催化剂的理性设计与调控。1995年，年仅32岁的张涛就被任命为课题组组长。他决心带领团队在基础研究领域闯出一片天地。

彼时，纳米催化正值“风口”。“纳米催化再往下做还有什么呢？”渐渐地，一个答案在张涛脑海里清晰起来，“如果把每一个原子都分开，让它们各自成为独立的活性中心，这种化学尺寸上的‘极限’一定能激发不同的催化活性。”循着这个想法，团队开始向着更基础、更微观、更艰深但也更富生命力的科学深处走去。

一个小小的纳米粒子，都因极易团聚而不能轻易稳定存在，更何况是原子？再加上当时的制备技术和表征水平受限，“看见”单个原子的难度可想而知。“我们在寻找一个好的‘点’，把对概念的认识提升到一个新的层面。”张涛表示。

20余年的摸索，每一步都在把未知变成已知。2009年，团队终于成功制备出国际首例实用载体负载的单原子催化剂；2011年，“单原子催化”这一新概念被首次提出；团队进而拓展了“单原子催化”新反应，阐明了“单原子催化”的特征与机理，并发展了单原子催化剂稳定性理论……从概念创立到系统认知，“单原子催化”来到了国际学术舞台中央。

“我们通过理论研究，不仅解答了单原子催化剂为什么可以稳定，为什么可以催化，还搞清楚了它是如何来调控化学反应的。这改变了以往如同‘黑匣子炒菜’般对催化反应的理解模式。”李隽说。

“单原子催化”，将多相催化领域对“活性位”的认识从传统的微纳尺度推进到更加微观和精准的原子尺度，为原子精准催化奠定了基础，开辟了新的研究领域，引领并推动了催化学科的发展。在“单原子催化”的带动下，国内外科学家已在氯乙烯生产、烯烃多相氢甲酰化、制药、精细化工等方面实现了工业应用。

“埋头从事科学研究，一是好奇心的驱动，另外就是国家的需求。国家需要什么，那你就要把这个做出来。”张涛说。

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